PENENTUAN SPECIFIC GRAVITY (SG)

Berat jenis adalah salah satu sifat fisika hidrokarbon yang dalam Teknik Perminyakan umumnya dinyatakan dalam Specific Gravity (SG) atau dengan ºAPI. Specific Gravity (SG) didefinisikan sebagai perbandingan antara densitas minyak dengan densitas air yang diukur pada  tekanan dan temperature standart (60 ºF dan 14,7 psia). Psi = pound per square inchi = lb/in2

Psia = Psig =

Hubungan antara ºAPI dengan Spesific Gravity (SG) adalah

Sedangkan penulisan SG adalah

Penentuan berat jenis minyak ( crude oil ) dilakukan dengan alat hydrometer, dimana penunjuk specific gravity dapat dibaca langsung pada alat. Untuk temperatur yang lebih dari 60 ºF, perlu dilakukan koreksi dengan menggunakan chart yang ada. Kualitas dari minyak (minyak berat maupun minyak ringan) ditentukan salah satunya oleh specific gravity. Temperatur minyak mentah juga dapat mempengaruhi viskositas atau kekentalan minyak tersebut. Hal ini yang dijadikan dasar perlunya diadakan koreksi terhadap temperatur standart 60 ºF.

Sedangkan untuk menentukan Spesific Gravity gas, alat yang digunakan adalah effusiometer, dengan memasukkan gas kedalam alat  tersebut dan menghitung waktunya saat menekan air keluar dalam alat tersebut setelah sampai batas yang ditentukan, gas dihentikan sedangkan perhitungan waktunya juga dilakukan untuk kembalinya air didalam alat tersebut.Kemudian melihat temperatur yang tertera di termometer. Untuk waktu yang tercatat T 1 dan T2

dimasukkan rumus T1 / T2   =  T  ( true ) dan temperatur ºAPI. Kemudian mengkoreksi hingga menemukan  SG-nya. Penentuan SG gas sangat diperlukan mengingat gas yang terkandung dalam minyak berbeda-beda.

Gas yang terkandung dalam minyak tersebut dapat mempengaruhi harga minyak tersebut. Harga  0 API untuk berat jenis minyak mentah (crude oil) antara lain :- Minyak berat        =  10  –  20   0API- Minyak sedang     =   20 – 30     0 API- Minyak ringan      =  >  30          0API            Specific Gravity dari minyak bumi adalah perbandingan antara berat yang diberikan oleh minyak bumi tersebut pada volume tertentu dengan berat air suling pada volume tertentu, dengan berat air suling pada volume yang sama dan diukur pada temperatur 60 0F.  Sedangkan 0API (Amercan Petroleoum Institute)  gravity minyak bumi menunjukkan kualitas minyak bumi tersebut berdasarkan standar dari Amerika.  Makin kecil berat jenis (SG) atau makin besar 0API-nya akan sedikit mengandung lilin atau residu aspal, atau paraffin.  Namun dewasa ini minyak berat dapat dibuat fraksi bensin lebih banyak dengan menggunakan metode Cracking dalam penyulingan, namun proses ini memerlukan banyak biaya.

Rapat Massa (Density) dan Gravitasi Spesifik (Specific Gravity)  Rapat massa (density) didefinisikan sebagai massa per satuan volume. Sedangkan volume spesifik (specific Volume) adalah volume dibagi satuan massa.

Untuk nilai yang sangat kecil, rapat massa (density) dapat dirumuskan menjadi :

Secara umum, rapat massa (density) bergantung pada suhu dan tekanan. Rapat massa dari kebanyakan gas adalah sebanding dengan tekanan dan berbanding dengan suhu. Terkadang rapat massa suatu zat harus dibandingkan dengan rapat massa benda lain, perbandingan ini disebut gravitasi spesifik (specific gravity) atau rapat massa relatif (relative density). Definisi lebih jelas dari gravitasi spesifik adalah rasio dari rapat massa suatu substansi terhadap rapat massa substansi standar pada suhu tertentu (biasanya 4 derajat Celcius).

Perhatikan bahwa gravitasi spesifik tidak berdimensi (tidak memiliki satuan). Akan tetapi pada standar internasional (SI), besaran gravitasi spesifik dapat diberi satuan sesuai dengan besaran rapat massanya, contohnya : g/cm3.

Selain volume spesifik (volume specific) dan gravitasi spesifik (specific gravity), terdapat besaran spesifik yang biasa digunakan, yaitu berat spesifik. Berat spesifik (specific weight) ini didefinisikan sebagai perkalian antara rapat massa dan gravitasi dari suatu substansi.

Penentuan  Specific Gravity (SG)  dan API GravityPenentuan Specific gravity / berat jenis minyak ( crude oil ) dilakukan dengan alat hydrometer, dimana penunjuk specific gravity dapat dibaca langsung pada alat. Untuk temperatur yang lebih dari 60 ºF, perlu dilakukan koreksi dengan menggunakan chart yang ada. Kualitas dari minyak (minyak berat maupun minyak ringan) ditentukan salah satunya oleh specific gravity. Temperatur minyak mentah juga dapat mempengaruhi viskositas atau kekentalan minyak tersebut. Hal ini yang dijadikan dasar perlunya diadakan koreksi terhadap temperatur standart 60 ºF.

Sedangkan untuk menentukan Spesific Gravity gas, alat yang digunakan adalah effusiometer, dengan memasukkan gas kedalam alat  tersebut dan menghitung waktunya saat menekan air keluar dalam alat tersebut setelah sampai batas yang ditentukan, gas dihentikan sedangkan perhitungan waktunya juga dilakukan untuk kembalinya air didalam alat tersebut.

Kemudian melihat temperatur yang tertera di termometer. Untuk waktu yang tercatat T1 dan T2 dimasukkan rumus T1 / T2   =  T  ( true ) dan temperatur ºAPI. Kemudian mengkoreksi hingga menemukan  SG-nya. Penentuan SG gas sangat diperlukan mengingat gas yang terkandung dalam minyak berbeda-beda.

Densitas minyak adalah massa persatuan volume pada shuhu terterntu atau dikenal juga dengan perbandingan massa minyak dengan volume pada kondisi tekanan dan tempratur tertentu. Selain densitas, salah satu sifat minyak bumi yang penting dan mempunyai nilai perdagangan adalah specific gravity (SG). Densitas = Berat jenis, Berat jenis adalah salah satu sifat fisika hidrokarbon yang dalam Teknik Perminyakan umumnya dinyatakan dalam Specific Gravity (SG) atau dengan ºAPI.

Specific Gravity (SG) dari minyak bumi adalah perbandingan antara berat yang diberikan oleh minyak bumi tersebut pada volume tertentu dengan berat air suling pada volume tertentu, dengan berat air suling pada volume yang sama dan diukur pada temperatur 60 0F atau perbandingan anatara berat jenis minyak pada tempratur standar dengan berat jenis air  

Di indoneisa biasanya berat jenis dinyatakan dalam fraksi, misalnya 0.5 : 0.1 untuk minyak bumi suhu yang digunakan adalah 15o C atau 60o F. Dalam dunia perdagangan terutama yang dikuasai oleh perusahaan Amerika, Gravitasi jenis atau lebih sering disingkat dengan SG ini dinyatakan dalam API gravity dan juga API ( American Petroleum Institute ) yang sangat mirip dengan Baume gravity.Baume gravity adalah  suatu besaran yang merupakan fungsi dari berat jenis yang dapat dinyatakan dengan persamaan :

API Gravity minyak bumi sering menunjukan kualitas dari minyak bumi tersebut. Makin kecil SG-nya atau makin tinggi API-nya maka minyak bumi tersebut makain berharga karena lebih banyak mengandung bensin Sebalik nya makin rendah API atau makin besar SG-nya, maka mutu minyak itu kurang baik karena lebih banyak mengandung lilin.

Namun dari minyak berat pun dapat dibuat fraksi bensin banyak dengan system cracking dalam penyulingan. Walaupun demikian tentu proses ini memerlukan ongkos atau biaya yang lebih besar lagi. Selain API juga dapat dipakai Baume yaitu :

system baume tidak banyak digunakan dalam industry perminyakan. Perbandingan antara skala yang menggunakan SG dengan API dan Baume dapat dilihat pada table. Perlu dicatat bahwa yang dimaksud dengan SG adalah keseluruhan minyak mentah teresebut yaitu semua fraksi. Selain itu SG minyak bumi juga tergantung pada temperature, sehingga bila temperaturnya tinggi maka makin rendah SG-nya.

ALAT- ALAT YANG BERHUBUNGAN DALAM PENGUKURAN DENSITASDalam setiap pengukuran, kita tidak bisa menggunakan penghitungan tanpa menggunakan alat bantu, berikut adalah beberapa alat yang digunakan dalam pengukuran, khususnya densitas, antara lain :Piknometer

Massa jenis suatu zat dapat ditentukan dengan berbagai alat, salah satunya adalah dengan menggunakan piknometer. Piknometer adalah suatu alat yang terbuat dari kaca, bentuknya menyerupai botol parfum atau sejenisnya. Jadi dapat diartikan disini, piknometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas fluida. Terdapat beberapa macam ukuran dari piknometer, tetapi biasanya volume piknometer yang banyak digunakan adalah 10 ml dan 25 ml, dimana nilai volume ini valid pada temperature yang tertera pada piknometer tersebut. Berikut contoh gambar dari piknometer:

Bagian-bagian Piknometer, Adapun jenis atau bentuk piknometer yang kita ketahui itu terdiri dari tiga bagian, yaitu:1.Tutup piknometer, untuk mempertahankan suhu di dalam piknometer.2. Lubang3.Gelas atau tabung ukur, untuk mengukur volume cairan yang dimasukkan dalam piknometer

Prinsip Kerja atau Cara Menggunakan PiknometerBerikut tata cara menggunakan piknometer untuk menentukam massa jenis suatu zat:1. Melihat berapa volume dari piknometernya (tertera pada bagian tabung ukur), biasanya ada yang

bervolume 25 ml dan 50 ml.2. Menimbang piknometer dalam keadaan kosong.3. Memasukkan fluida yang akan diukur massa jenisnya ke dalam piknometer tersebut.4. Menutup piknometer apabila volume yang diisikan sudah tepat.5. Menimbang massa piknometer yang berisi fluida tersebut.6. Menghitung massa fluida yang dimasukkan dengan cara mengurangkan massa pikno berisi fluida

dengan massa pikno kosong.7. Setelah mendapat data massa dan volume fluidanya, kita dapat menentukan nilai rho/masssa jenis (ρ)

fluida dengan persamaan: rho (ρ) = m/V=(massa pikno+isi) – (massa pikno kosong) / volume. Adapun satuan yang biasanya di gunakan yaitu massa dalam satuan gram (g) dan volume dalam satuan ml = cm3

8. Membersihkan dan mengeringkan piknometer.

ISTILAH – ISTILAH DALAM DENSITASDalam mempelajari densitas biasanya kita akan menjumpai kata kata seperti :Massa jenisadalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa

dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Massa jenis mempunyai lambang ρ (rho)

Massa(berasal dari bahasa Yunani μάζα) adalah suatu sifat fisika dari suatu benda yang digunakan untuk menjelaskan berbagai perilaku objek yang terpantau. Dalam kegunaan sehari-hari, massa biasanya disinonimkan dengan berat. Namun menurut pemahaman ilmiah modern, berat suatu objek diakibatkan oleh interaksi massa dengan medan gravitasi.

Salinitasadalah tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air. Salinitas juga dapat mengacu pada kandungan garam dalam tanah.

Suhujuga disebut temperatur yang diukur dengan alat termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah Celsius, Reumur, Fahrenheit dan Kelvin.

Tekanan (p)adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A).Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.

Volumeatau bisa juga disebut kapasitas adalah penghitungan seberapa banyak ruang yang bisa ditempati dalam suatu objek. Objek itu bisa berupa benda yang beraturan ataupun benda yang tidak beraturan. Benda yang beraturan misalnya kubus, balok, silinder, limas, kerucut, dan bola. Benda yang tidak beraturan misalnya batu yang ditemukan di jalan. Volume digunakan untuk menentukan massa jenis suatu benda.

Penentuan Viskositas Minyak ( Crude Oil Viscosity ) Viskositas minyak  adalah Keengganan suatu minyak untuk mengalir.  Secara garis besar pengertian viskositas adalah Sifat fluida yang diberikannya tahanan  tegangan geser oleh fluida tersebut. Dan viskositas biasa diterima sebagai sifat “kekentalan cairan (fluida)”. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluida kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluida. 

Gaya tarik menarik antarmolekul yang besar dalam cairan menghasilkan viskositas yang tinggi. Koefisien viskositas didefinisikan sebagai hambatan pada aliran cairan. Gas juga memiliki viskositas, tetapi nilainya sangat kecil. Dalam kasus tertentu viskositas gas memiliki peran penting.misalnya viskositas kondensat, Aviation Gas, dll. Perbedaan viskositas gas dan viskositas cairan (minyak)  yaitu viskositas gas meningkat dengan  naiknya suhu (Temperature) , sedangkan viskositas cairan (minyak) berkurang dengan naiknya suhu. Karena cairan dengan molekul yang jauh lebih rapat dari pada gas, mempunyai gaya kohesi yang jauh lebih besar dari pada gas.

Faktor yang mempengaruhi Viskositas minyak yaitu temperature, konsentrasi, pressure, dan berat molekul. Viskositas terbagi menjadi Viskositas Kinematik yang merupakan viskositas yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan Viskositas Dinamik merupakan viskositas yang tidak dipengaruhi oleh gaya gravitasi.Pengukuran konstanta Viskositas dengan alat viscometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain :

  Viskometer kapiler / OstwaldViskositas dari cairan newton bisa ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut (Moechtar,1990).

  Viskometer HopplerBerdasrkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya

gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungs idari harga resiprok sampel (Moechtar,1990).

  Viskometer Cup dan BobPrinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antaradinding luar dari bob dan dinding

dalamdari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya

aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penueunan konsentrasi.Penurunan konsentras iini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan kelua rmemadat.Hal ini disebt aliran sumbat (Moechtar,1990).

  Viskometer Cone dan PlateCara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan

hingga posisi di bawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Moechtar,1990).

Viskositas Fluida Newtonian yang mengalir melalui pipa diukur berdasarkan persamaan :

dimana :µ          : Viskositas (poise)r           : Jari-jari pipa kapiler (cm)t           : Waktu pengaliran (detik)ΔP       : Tekanan (dyne / cm )V         : Volume cairanL          : Panjang Pipa Kapiler

Untuk penentuan Viskositas Kinematis menggunakan Viskometer tipe pipet, baik untuk minyak yang transparan atau tidak.

Rumus : µ kin    =   C. t

dimana:           µ kin    : Viskositas Kinematik (Poise )C         : Konstanta alat Oswald (centi stroke / detik )t           : waktu pengaliran (detik)

Agar aliran fluida dalam pipa kapiler viscometer laminar, harus menggunakan viscometer  yang mempunyai ukuran pipa kapiler sedemikian sehingga waktu alir lebih dari 200  detik. Prinsip dasar dari pengukuran viskositas kinematis pada produk minyak mentah, atau minyak bumi adalah mengukur waktu alir produk minyak bumi yang mempunyai volume tertentu. Untuk viskositas dinamis digunkan rumus :

Rumus : µ din    =    d . µ kin

dimana : d          = SG ( Specific Gravity )

Prinsip pengukuran viskositas adalah mengukur waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir dalam jumlah tertentu melewati pipa kapiler dengan panjang tertentu yang disebabakan dorongan gravitasi.

NERACA MASSA (Neraca   Bahan)

I. PendahuluanNeraca massa merupakan perincian banyaknya bahan-bahan yang masuk, keluar dan menumpuk dalam suatu alat pemroses. Perhitungan dan perincian banyaknya bahan-bahan ini diperlukan untuk pembuatan neraca energi, perhitungan rancangan dan evaluasi kinerja suatu alat atau satuan pemroses. Untuk rancangan misalnya, diperlukan perhitungan jumlah hasil yang akan diperoleh atau sebaliknya bahan baku dan bahan pembantu yang diperlukan untuk mendapatkan hasil dalam jumlah tertentu. Jumlah energi atau panas yang diperlukan bergantung pada jumlah bahan yang diproses. Demikian juga ukuran peralatan, ditentukan jumlah bahan yang harus ditangani.

II. Prinsip Neraca Bahan

Neraca massa merupakan penerapan hukum kekekalan massa terhadap suatu proses. Massa jumlahnya tetap, tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Prinsip ini tidak berlaku bagi proses yang menyangkut reaksi-reaksi inti(nuklir). Pada reaksi ini terjadi pemusnahan massa dan berubah menjadi energi. Hubungan antara jumlah massa yang musnah dan energi yang timbul diberikan dalam rumusan Einstein yang terkenal yaitu :

E = m . c2

E = Jumlah energi yang timbul, ergm = jumlah massa yang musnah, gramc = kecepatan cahaya = 3 x 1010 cm/detik

III. Proses Batch dan Proses Berkesinambungan(a) Proses Batch

Di dalam industri proses dapat dilaksanakan secara batch (per angkatan) dan secara berkesinambungan. Pada proses batch pemasukan reaktan dan pengeluaran hasil dilakukan sekali-sekali dalam selang waktu tertentu. Contoh proses batch adalah proses memasak makanan di rumah. Pemanasan suatu cairan dalam tanki dengan steam yang dialirkan dalam jaket Gambar (a) merupakan contoh proses batch.

(b). Proses Berkesinambungan.Proses berkesinambungan banyak dilakukan dalam industri. Bahan dimasukkan dan hasil dikeluarkan secara berkesinambungan (terus menerus dengan laju tertentu). Dalam bagan di bawah ini adalah contoh proses pemanasan suatu cairan secara berkesinambungan.

Cairan A secara tetap mengalir terus menerus memasuki alat penukar panas. Steam pemanas juga dimasukkan terus menerus.

IV. Persamaan Neraca MassaNeraca massa dibuat untuk suatu alat atau unit dengan batasan tertentu. Bahan- bahan yang perlu diperinci banyaknya adalah bahan-bahan yang masuk dan keluar batasan yang ditetapkan.Berdasarkan hukum kekekalan massa, banyaknya bahan yang masuk, keluar dan menumpuk dalam sistem yang batasnya telah kita tetapkan, berlaku hubungan berikut :

Jumlah massa masuk – jumlah massa keluar = Jumlah massa yang menumpuk di dalam batas sistemRi – Ro = APersamaan ini dapat ditetapkan pada proses berkesinambungan dengan mendasarkan perhitungan pada suatu jangka waktu tertentu yang kita pilih(misalnya : 1 jam, 1 hari, 1 menit).Dalam hal masukan atau keluaran berupa campuran berkomponen banyak, neraca massa dibuat untuk massa keseluruhan dan untuk masing-masing komponen.

V. Keadaan mantap (steady) dan Tak mantap (unsteady)Proses dalam keadan mantap (steady) adalah proses dimana semua aliran yang masuk dan keluar, laju dan komposisinya tetap (tidak bergantung dari waktu). Pada keadaan seperti ini jumlah massa yang menumpuk juga tetap (laju akumulasi/penumpukan = 0 ) dan tidak turut diperhitungkan. Pada keadaan ini persamaan neraca massa menjadi :Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar

Pada proses yang tidak/belum mantap (unsteady/transisi), laju alir maupun komposisi senantiasa berubah (merupakan fungsi waktu). Untuk keadaan ini akumulasi selalu diperhitungkan.

pada keadaan mantap :qi = qo = tetaptinggi permukaan tetap

Pada keadaan tak mantap :qi = qo = q (t), fungsi waktu (t)tinggi permukaan berubah

VI. Langkah-langkah Pembuatan Neraca Massa (Bahan)

Harus diketahui terlebih dahulu apakah proses berlangsung secara mantap atau tidak. Apabila proses tidak menyangkut reaksi kimia, neraca bahan dapat dibuat dengan satuan-satuan kg, lb, kmol dsb. Dalam hal ada reaksi kimia, sebaiknya dipakai satuan mol karena zat-zat bersangkutan secara stoikhiometri.Untuk memudahkan perhitungan neraca massa diambil langkah-langkah sbb :1. Buat diagram proses (block diagram)2. Tuliskan besaran, data yang diketahui dan diperlukan pada diagram tersebut.3. Tuliskan persamaan reaksi kimianya.4. Tetapkan dasar perhitungan.Semua perhitungan bahan (total maupun untuk masing-masing komponen) harus dilakukan pada dasar yang sama. Dasar perhitungan dapat berupa sejumlah massa aliran tertentu atau jangka waktu tertentu.5. Buat persamaan neraca massa (keseluruhan dan komponen-komponen yang diperlukan.6. Selesaikan persamaan-persamaan neraca bahan tersebut.

VII. Penyelesaian Neraca Bahan Pada Keadaan Mantap (steady)

Berdasarkan jenisnya persoalan neraca bahan dapat diselesaikan dengan cara berikut :1. Secara langsung2. Secara aljabar3. Secara langsung atau aljabar dengan bantuan komponen penghubung ( tie component ).

Penyelesaian Secara Langsung :Penyelesaian secara langsung dapat dilakukan bila hanya satu besaran atau satu komponen yang tidak diketahui.

Contoh soal :Suatu bahan basah dengan kandungan air 60% dikeringkan sampai 75% airnya menguap. Hitunglah :a.Komposisi akhir bahanb. Jumlah air yang diuapkan tiap kg bahan basah.

Penyelesaian :Dasar perhitungan : 100 kg bahan basah

Air dalam bahan, mula-mula = (0,6) (100) = 60 kgAir menguap = (0,75) (60) = 45 kg

Air sisa di dalam bahan = 60 – 45= 15 kg

Maka a). Komposisi akhir bahan :Bahan kering = 40 kgAir = 15 kg

Total 55 kg

b). Kandungan air = 15 / 55 x 100% = 27,3%

Penyelesaian Menggunakan Metode Aljabar :Pada pemecahan secara langsung, bilangan yang tidak diketahui hanya pada satu aliran. Pemecahan bisa langsung dengan penambahan atau pengurangan. Pada cara aljabar, bilangan yang tidak diketahui lebih dari 1. Yang tidak diketahui diumpamakan dengan suatu huruf. Kalau sistem terdiri dari beberapa peralatan, neraca dibuat untuk tiap alat. Neraca untuk seluruh sistem adalah jumlah neraca tiap alat. Memecah problem besar menjadi kecil lebih memudahkan perhitungan, bisa dilakukan neraca terhadap titik pencampuran (= pertemuan 3 atau lebih aliran).

PENGANTAR KE PERHITUNGAN TEKNIK

Seorang tenaga kerja di bidang kimia industri dalam pekerjaannya akan berhadapan dengan beberapa persoalan, di antaranya dalam design (rancangan) pabrik, operasi, kontrol proses, pemecahan masalah (trouble shooting) dan riset serta persoalan lain yang terkait dengan salah satu atau beberapa persoalan tersebut. Kemampuan (kompetensi) dasar yang dibutuhkan agar dapat mengatasi persoalan di industri adalah mampu menyelesaikan persoalan neraca bahan dan energi di setiap bagian atau keseluruhan proses.

Besaran dan Satuan1. Pengertian

Besaran adalah konsep dasar pengukuran, seperti: panjang, waktu, massa, temperatur dan sebagainya. Satuan adalah pernyataan dari suatu besaran (dimensi), seperti: centimeter atau feet untuk panjang, gram atau pound untuk massa, jam atau sekon untuk waktu dan sebagainya.Dalam perhitungan-perhitungan kita sering menemui beberapa kuantitas (angka) dengan satuan yang berbeda. Kesalahan sering terjadi—yang menyebabkan kesulitan dalam penyelesaian persoalan—adalah kurang telitinya penggunaan satuan.Aturan sederhana untuk satuan adalah: nyatakan satuan dengan simbol. Anda dapat menambahkan, mengurangkan atau menyamakan suatu kuantitas hanya jika satuan dari kuantitas tersebut sama. Jadi, operasi:

5 kilogram + 3 Joule

pernyataan tersebut tidak berarti karena besaran dari kedua pernyataan tidak sama. Operasi:

10 pound + 5 gram

dapat dilakukan (karena besaran keduanya sama) hanya setelah satuan kedua kuantitas itu dibuat sama, misalnya keduanya dalam pound atau dalam gram.Dalam perkalian dan pembagian, Anda dapat mengalikan atau membagi satuan yang berbeda. Seperti:10 centimeter : 4 sekon = 2,5 entimeter/sekonHasil dari perkalian dan pembagian dengan besaran (dan satuan) yang berbeda ini sering disebut besaran turunan.

2. Konversi dan Faktor konversi

Untuk mempermudah perhitungan sering digunakan persamaan dimensional. Persamaan ini terdiri dari kuantitas (angka) dan satuan. Satu kuantitas dikalikan dengan sebuah angka perbandingan yang dinamakan faktor konversi (yaitu suatu kombinasi dari 2 besaran) untuk merubah atau mengkonversi ke satuan lain

3.Satuan Mol

Konsep mol sudah dipelajari di mata diklat Kimia Dasar (tingkat 1), maka di sini akan lebih banyak belajar penerapannya saja. Dalam sistem satuan SI, 1 mol mempunyai 6,023 x 1023 molekul, dimana kita sering menyebutnya dengan gram mol (simbol : g mol atau lebih singkat mol). Sedangkan dalam sistem American Engineering 1 pound mole (disingkat lb mol) mempunyai 6,023 x 1023 x 453,6 molekul.Untuk merubah (mengkonversi) jumlah mol ke massa digunakan berat molekul sebagai berikut:

g mol = massa dalam g / berat molekul

lb mol = massa dalam lb / berat molekul

Densiti

Densiti adalah perbandingan massa per satuan volume, misalnya kg/m3 atau lb/ft3

Specific Gravity adalah perbandingan dua densiti, yaitu densiti zat yang akan ditentukan, A, terhadap densiti acuan (referensi). Karena satuan kedua densitinya sama maka specific gravity tidak bersatuan.

Zat referensi untuk cairan biasa digunakan air. Oleh karena itu specific gravity merupakan perbandingan densiti zat yang akan ditentukan dengan densiti air. Untuk gas biasanya sebagai referensi adalah udara. Densiti cairan sedikit dipengaruhi oleh tekanan, namun cukup banyak dipengaruhi temperatur. Oleh karena itu agar penentuan specific grafity tepat, temperatur kedua zat harus ditentukan.

Specific Volume (Volume Jenis) adalah kebalikan dari densiti, yaitu volume per satuan massa atau satuan jumlah bahan. Volume jenis dapat dinyatakan dalam : ft3/lbm, ft3/lb mol, cm3/g, cm3/g mol, m3/kg, m3/kg mol atau perbandingan sejenis.